基于大数据治理的食品安全信息追溯平台

2021-11-28殷梦姿

科技与创新 2021年16期

关键词：信息库条码区块

殷梦姿

（武汉理工大学安全科学与应急管理学院，湖北武汉430070）

1 背景分析

食品安全关系人民群众身体健康和生命安全，关系中华民族未来。党的十九大报告明确提出实施食品安全战略，让人民吃得放心[1]。然而，近年来食源性疾病的危害不断蔓延，食品质量安全的发展态势不容乐观，已引起政府、企业以及消费者的普遍关注和研究。

食品安全事故频发的根本原因之一是信息不对称。在食品安全领域，由于食品生产涉及多方，如食品生产商、加工商、运输商、销售商、消费者、政府部门之间信息壁垒的存在，产生了信息的不对称。

大数据视角下建立有效的食品安全信息追溯平台需要多方协同，其中，数据的有效共享和交流能够避免出现管理盲区、管理不到位等问题。

大数据对于食品安全风险管理具有很大的作用，但中国在食品安全风险管理领域的大数据应用尚处于收集和初级利用阶段，即针对单体性数据和简单性数据进行分析和整理，针对食品安全数据采集、整理、分析以及深挖等精细度不够。中国的物联网与食品生产各环节衔接依然处于初级阶段。因此，目前可追溯的食品种类和数据质量无法满足大数据的需求，进而降低了大数据对食品安全风险管理的实际使用价值[2]。

2 设计原则

2.1 可扩展性

汇集所有食品生产、加工、包装、运输、零售全过程数据量极其庞大，在构建平台时，应考虑可伸缩和可重用的性能。使平台的每个数据库可以整合但相互独立，并且可以在不干扰其他服务的情况下创建、升级和扩展。

2.2 安全性

为避免食品安全信息被黑客窃取用于不正当途径，平台应有一个安全的网关终端，并且数据应该具有动态和静态加密功能。传输层和通信层之间应确保适当的网络防火墙设计和通信安全。除此之外，需要定期进行数据和网络安全审计以识别异常和威胁。

2.3 高效性

及时对数据进行管理。食品生产过程中会产生海量数据，但并不是所有数据都需要处理。需要平台深入了解数据，过滤不必要的数据。

2.4 先进性原则

由于当前大数据、条码技术、区块链技术发展迅速，食品安全信息追溯平台的技术必须先进，且能在若干年内满足食品供应链上厂商及消费者的信息处理要求而不致落后。需在设计开发平台过程中充分考虑平台将来的升级和功能扩充需要。

3 架构设计

3.1 食品安全信息追溯平台

构建食品安全信息追溯平台时需要将食品生产全过程、流动信息、交易信息的数据整合。可利用条码技术形成唯一编码，贯穿食品的生命周期，并借助区块链天然的块链式结构，实现从原料、加工、包装、运输到零售的食品供应链完整流程信息可追溯，最终形成条形码数据库。

3.1.1 食品生产全过程信息库

由食品生产者（企业）提供食品全方位信息，利用条码技术为食品赋予唯一编码。选择合适的条码编写方案，并规范食品的原料编码方案。

根据食品的成品分类，原料条形码的编码由18位数字或字母组成，采用“配方编号（字母和数字7位）+生产批次号和生产日期（数字11位）”的编码格式。

3.1.2 食品流动信息库

由加工、包装、运输厂商提供食品流动信息，收集这一数据需要每一个中间运输者协助。同样利用区块链的共识机制，选取参与到运输过程的中间节点参与共识过程，由他们共同决定生成的区块。外部节点例如竞争对手、政府部门、消费者，可以查询访问，但无法参与记录过程，而参与者可以交叉审核数据的真实性，任何一方均无法单独篡改数据。

3.1.3 食品供应交易信息库

由食品销售商提供其食品交易信息，既包括其与上游食品供应商之间的交易详情，也包括其与下游消费者之间的交易食品品种、数量、时间、价格。利用区块链的不可伪造、全程留痕、可以追溯、公开透明、集体维护的特征，将收集的数据完整独立地储存于节点中。信息库构建步骤如下：将食品供应交易信息的追溯哈希码生成区块并注册到区块链上，将共享的食品相关信息形成标准文档，并把文档的索引生成区块并注册到区块链上[3]。

3.2 综合信息操作平台

3.2.1 政府部门

政府部门在其中起双重作用。作为消费者与上游厂商之间的信息传递者、监督执行人，接收消费者直接的或综合信息操作平台上的反馈，及时处理食品安全问题。作为食品安全监管者、企业经营协助者，为食品生产企业提供食品安全风险预警，从而协助其调整生产和经营内容，对食品安全风险做好前期准备工作。

3.2.2 消费者

消费者一方面可以通过该平台获取食品的完整信息，以此为依据作出购买选择。另一方面，协助监督厂商生产行为以及平台信息正确性，及时反馈给平台或政府监督部门。

4 核心目标

基于大数据构建一个能够覆盖原料、加工、包装、运输到零售全过程的食品安全信息追溯平台，并联合综合信息操作平台，实现食品生产者、消费者以及政府食品监管部门之间及时进行有效交流及反馈，解决这三方主体之间的“信息孤岛”问题。不仅为生产者调整生产经营方式起到协助作用，也为消费者提供全方位食品安全信息、真实产品数据参考，预防食品安全风险，为食品安全提供保障。

5 数据管理流程简介

5.1 数据收集

食品生产、加工、包装、运输、零售厂商扫描条码将信息电子化，端口对接上传至平台。因为不同平台可以有不同的上传方式，如手动输入、Excel表格上传、电子卡信息上传、信息扫描上传、数据库对接上传等，避免生产经营者手动记录并输人，而给生产经营者带来较高的时间成本和经营成本。以生产环节为例，生产工人将信息录入平台形成条码贴于食品包装上，由下一环节人员扫描并上传新的信息至平台，更新条码内容。

5.2 数据分类与整理

由于食品信息的大量性、多样性，信息录入的不准确性、不规范性存在，需要对录入平台的信息进行清洗。首先，需要根据食品种类对信息进行分类，如分为蔬制品、肉禽制品、水产制品、乳制品、粮食制品等；其次，智能过滤或纠正录入信息中不准确、不规范的部分；最后，根据过程种类进行分类，如交易信息、流动信息、生产信息等。

5.3 数据存储

该平台主要由三方库组成：食品供应交易信息库、食品流动信息库、食品生产全过程信息库。这三方库既具有独立性，也具有易整合性。为了使责任到人，也便于录入信息，三方库需要可分离操作；为方便平台用户一键式获取信息，三方库需要汇总存储在平台。

5.4 数据检索

食品在生产、运输以及零售过程中，有独特的模式，在分销、零售过程中需要对每个模块的关键点信息加以查询及追溯，包括生产环节中的独特信息及运输过程中的独特信息，原产地以及净重、毛重等信息均需要满足可追溯性查询。通过扫描条码，生产、加工、包装、运输、零售厂商以及消费者可以通过智能终端、IOS系统的智能终端识别每个食品独一无二的二维码后了解产品。

5.5 数据共享

食品生产、加工、包装、运输、零售厂商均可以在食品安全信息追溯平台共享食品信息。此外，该平台还与一个综合信息操作平台联通，这意味着食品安全信息追溯平台上的信息可共享给政府部门、消费者，并且通过综合信息操作平台，政府部门可以对食品生产流程进行安全风险预警，消费者可以获取食品安全信息并监督举报。

6 数据应用服务介绍

6.1 食品生产商

原材料生产过程规范性、科学性等会对食品生产质量带来很大影响，因此食品安全信息的数据的采集最终目的其实是提高食品的生产质量，为食品安全提供保障从而促进国家食品产业的发展。同时，对比传统手工记录的方式，条形码的应用避免了投入大量人力进行规范物品放置、定期整理盘点以及出入库登记等工作，减少时间浪费，极大提高效率。